准静止锋(Quasi-Stationary Front),又称“静止锋”,锋面系统的一种,指
锋面两侧气团势力相当、位置静止或少动的锋。其
锋面坡度较小,
锋面两侧的气温、日照、风、
相对湿度等气象要素都存在着明显不连续。
准静止锋在
锋面两侧势力相近的冷、
采暖散热器团汇合时形成,一般维持时间较长,气象变化强度较低。根据云系发展的位置,准静止锋可以被分为
云系发展在锋上的准静止锋和
云系发展在锋下的准静止锋两类。准静止锋分布广泛,主要分布于中纬度区域。在世界范围内,准静止锋主要分布在北美洲和南美洲东部、
亚洲东部中纬度地区等区域。在中国,准静止锋主要分布于东南、西南和
西北。
准静止锋活动频繁,可引起持久降水和暴雨天气,造成
空气污染。准静止锋带来的降水还会对相关地区微生物的构成产生影响。据相关研究,当前准静止锋的实时位置已可通过
温度梯度、湿度梯度和
位温这三个指标进行确定。
定义
准静止锋是
锋面系统的一种,通常指在锋面中冷、暖
气团势力相当,两侧气团移动缓慢,锋面整体移动缓慢或呈准静止状态的锋。在气象监测实务中,一般将6小时内、连续两张
天气图上锋面位置变动较小的锋面确认为准静止锋。
准静止锋在地图上通常用三角蓝色实线和半圆红色实线表示。
形成
形成过程
准静止锋一般由
冷锋或
暖锋转化而成。受地势起伏或
气团运动的影响,相遇的冷、暖气团势力相近。锋面的移动趋于停滞,使得准静止锋形成。在准静止锋维持期间,受影响地区一般会产生持续
降水及
南岳云雾茶天气。静止锋一般在几天后消失或者转为
切变线,也有可能在高空条件变化后转化为冷锋或暖锋。
影响因素
准静止锋在
大气环流、
气团属性、季节、地形等因素的综合作用下形成,其中大气环流与地形因素对准静止锋的形成有着突出影响。
大气环流是准静止锋的重要成因,地球上的大规模空气流动会造成势力相当的冷、暖
气团相遇,从而产生准静止锋。例如,受大气环流影响,
极锋在中纬度地区长期存在,并在一定条件下被转化为准静止锋。极锋是
极地气团和
热带气团之间的半永久性的锋。当极地气团与热带气团之间的交界面趋于静止时,
极锋被称为准静止锋。随着两侧
气团势力的变化,极锋还会进一步演变为
冷锋、
暖锋或
锢囚锋。
地形也是促成准静止锋的条件之一,气团行进方向上的地势起伏会阻挡气团运动、削弱气团势力,使得锋面两侧气团势力趋于均衡,从而形成准静止锋。在
昆明准静止锋与
天山准静止锋的形成过程中,地形因素的影响较为突出。例如,在云贵准静止锋形成时,西风带向东推进,使大气低层大陆高压破裂,导致冷空气南下。南下的冷空气因受
青藏高原高海拔的阻挡,便其沿高原绕行,经过河西走廓,翻越
秦岭,经由
四川盆地南下,然后沿
大凉山东侧上爬至
云南高原东北部和
贵州高原。最后,云贵高原的山脉对冷空气层层阻挡,其便渐渐趋于静止,即由
冷锋转变为准静止锋。
主要特征
气压
在准静止锋锋面两侧,气压场中存在较为明显的变化。准静止锋两侧的气压分布不对称,一侧为高气压的冷气团,而另一侧为低气压的
采暖散热器团。这种气压差异导致在准静止锋控制下有时还会形成风速较大的区域。例如,在
云贵高原地区,云贵准静止锋锋面的
斜压性、锋生强迫和锋面次级环流使得倾斜对流得以发展,从而造成了大风甚至冰雹的现象。
气温
准静止锋通常在交界面后部具有宽阔的
温度梯度带。由于准静止锋的移动速度较慢,因此温度差异在锋线两侧可以持续较长时间,造成稳定的气候分界线。例如,云贵准静止锋使得锋线两侧的
云南省和
贵州省呈现出了迥异的气候特点。
降水
准静止锋是长时间持续降水的常见原因。由于锋面较为静止,暖湿空气可以持续上升并在锋面上方冷却,形成云和
降水。这种降水往往持续时间较长,区域也较为集中。
由于准静止锋移动缓慢,并常常来回摆动,使阴雨天气持续时间长达10天至半个月,甚至一个月以上。直至该准静止锋转为
冷锋或
暖锋移出该地区或锋消失以后,天气才能转睛。初夏时,如果
采暖散热器团湿度增大,低层升温,气层可能呈现不稳定状态,锋上也可能形成
积雨云和
雷阵雨天气。
季节性
准静止锋的出现和活跃有明显的季节性特征。与此同时,由于不同准静止锋的具体性质、成因不同,其产生时间存在着较大差异。例如,
江淮平原的梅雨锋产生于海洋上的湿
采暖散热器流与陆地南下冷空气的对峙,因而盛行于
暖湿气流势力较强的初夏。云贵准静止锋的主要成因是南下冷空气受地形阻挡停滞,形成锋面,因而云贵准静止锋盛行于冷空气势力较强的冬半年。在美洲地区,准静止锋于初春时也会偶尔出现。
主要类型
按成因划分
根据准静止锋的成因,准静止锋可以被两类,分别为地形引起的准静止锋、
气团运动引起的准静止锋。
地形引起的准静止锋形成位置相对固定,通常位于山脉的迎风面或背风面,典型代表为
天山准静止锋。此类准静止锋由地形阻挡作用形成。当气团遇到山脉等地形障碍时,被迫停滞或减速,形成准静止锋。其影响范围相对局限,主要集中在山脉两侧,造成降雨、
空气污染等影响。
气流运动引起的准静止锋形成位置相对不固定,可能会出现锋面摆动的现象,典型代表为江淮准静止锋。其位置更多取决于
大气环流的模式和
气压系统的相互作用。气流运动引起的准静止锋影响范围较广,会造成大范围的
降水或降温。
按云系位置划分
根据云系发展的位置,准静止锋还可以被分为两类,分别为云系发展在锋上的准静止锋、云系发展在锋下的准静止锋。
云系发展在锋上的准静止锋伴随着明显的
降水,其典型代表为
华南准静止锋。此类准静止锋大多是由于
冷锋减弱演变而成的。同冷锋相比,其锋面
坡度更小,云区、降水区更为宽广。其降水区区域大,降水强度低,为连续性降水。
云系发展在锋下的准静止锋并无明显
降水,其典型代表为
昆明准静止锋。昆明准静止锋是南下冷空气为山所阻而呈形成的。锋上
采暖散热器团干燥而且爬升缓慢,并未产生大规模云系和降水;而锋下的冷空气沿山坡滑升,在湍流混合作用下可形成较薄的
雨层云,并常伴有连续性
降水。
分布
准静止锋是由势力相近的冷、暖
气团汇合形成的锋面,因此准静止锋主要分布在冷、暖气团大规模相遇的
温带地区。除此之外,地势起伏较大的山地区域也更容易阻挡冷、暖气团,使冷、暖气团相对静止,从而形成准静止锋。
世界分布
在世界范围内,准静止锋在
北美洲和
南美洲都有所分布。受
副热带高气压带和
极地低压带影响,加之
大西洋水汽的作用,准静止锋在北美洲东部和东南部都时有出现。其具体形成地点包括
古巴东部、
南卡罗来纳州、
密歇根州、
新泽西州等大西洋沿岸地区。北美洲东部的准静止锋常引发大风、暴雨、
雷暴等
极端天气,还曾导致特拉华河流域水位暴涨。
南美洲的准静止锋则主要分布于
巴西东南部,导致沿南大西洋辐合带(SCAZ)生成,进而深入
热带。当巴西南部和东部静止锋区出现时,热带地区的水汽输送向东转移,沿与着静止锋区远离
阿根廷平原,向巴西东南部移动。由于上述过程,
亚马孙河流域西南部对流的规模、降雨强度和垂直结构,会受到静止锋向热带渗透程度的强烈影响。
中国分布
中国的准静止锋分布广泛,主要有华南准静止锋、江淮准静止锋、
天山准静止锋、
云贵高原准静止锋四个规律性的准静止锋。
华南准静止锋主要活动于
南岭山脉或
南海地区。一年四季都可见到,但多出现于冬春两季,秋季出现最少。冬季
降水不强,春夏季可发生暴雨,持续数天,甚至10天以上。华南准静止锋的位置,随季节不同而有所变化。冬半年,锋面北侧冷高压势力强大,锋区位置偏南;夏半年,锋面南侧
副热带高气压带势力强大,使锋区位置偏北。江淮准静止锋高空则与
亚热带锋区相连,低空一般有江淮
切变线与之配合,常形成连阴雨天气。降水区主要在700百帕切变线和地面锋线之间,850百帕切变线附近降水量最大,常出现暴雨。
天山准静止锋则是来自
西伯利亚地区和北
大西洋的不太强的
冷锋进入
准噶尔盆地后,被天山阻挡,使冷锋停滞不前而形成的,造成阴雾或微雪天气。天山北坡和
北疆大部分地区冬、春
降水较多就与天山准静止锋活动有关。云贵准静止锋是东亚冷空气爆发并向南扩展时,受西南高原地形阻挡形成的一种独特的锋面系统。是冬季影响中国南方天气的重要系统。
昆明准静止锋是青藏高原东部特殊地形的产物,其主要影响是携带来(强)冷空气侵袭
云南省,如
倒春寒,还会激发
强对流天气,其中风雹和春季暴雨较为常见。
主要影响
对气候的影响
准静止锋的活动区域冷、暖
气团交汇,可引起地表持久降水。例如,
华南地区水汽丰沛,华南准静止锋上有云系和
降水,春季和初夏易造成华南前汛期暴雨。在冬季,华南准静止锋更可与昆明准静止锋共同作用,造成南方大范围
冻雨。江淮准静止锋也常引起强烈降水,尤其当有气旋发展、西南
涡流向东移动时,可出现暴雨甚至大暴雨。
由于准静止锋内部
气团性质差异大,也会引起准静止锋两侧气候的显著差异。冬半年
冷锋南下时,其西部可在贵州-
云南省之间停滞,形成西北-东南走向的
昆明准静止锋。在其冷空气一侧的
贵州省,多连绵阴雨;在暖空气一侧的云南,冬季晴朗暖和,造成
昆明市四季如春。
与此同时,当准静止锋控制区域时,空气质量还会随潮湿环境而恶化。受准静止锋影响,空气中PM2.5的含量会有所增高,空气中的
一氧化氮等气体也会在潮湿的大气中生成
硝酸盐等污染物,使空气质量恶化。
对微生物活动的影响
准静止锋通常会引发持续降雨,将云层中携带的细菌转移到地表,从而改变地表微生物的构成状况。相关研究还表明,同
冷锋降水时携带的细菌相比,准静止锋中的细菌存活率更高,达到80%以上。除此之外,降雨时地表原有的细菌会被长期降雨冲走,空气中原有的细菌也可能会被大雨稀释。更重要的是,部分准静止锋云层中的
蒸汽来自洋面,携带着与陆地截然不同的微生物群落,当此类微生物群落随降雨被转移至地表时,也会对微生物的构成带来进一步的改变。
典型案例
江淮准静止锋
每年夏初,来自洋面温暖湿润
气流与自蒙古西伯利亚高压南下的冷空气交锋、对峙,在
长江中下游平原和
淮河形成了一种对当地气候有显著影响的天气系统——江淮准静止锋。它是形成
梅雨的重要天气系统,会在入夏之初时使长江中下游地区形成“梅雨”天气。"清明时节雨纷纷""黄梅时节家家雨”,便是对梅雨天气的形容。
云贵准静止锋
云贵准静止锋又称“
昆明准静止锋”,位于云贵高原。主要由
变性的
极地大陆
气团和西南气流受云贵高原地形阻滞演变而形成。云层低而薄,易形成连阴雨天气。
贵州高原“天无三日晴”便同
昆明准静止锋活动有关。多出现于冬季,其间出现日数约占全年1/2。锋区位置多在
贵阳市与
昆明市之间,略呈西北至东南走向。
昆明市准静止锋的位置,约有85%位于昆明与
贵阳市之间。如冷空气势力强、活动范围广,锋面可位于昆明以南,锋面东南部可同华南准静止锋相连。如冷空气势力弱,准静止锋也可能位于贵阳以北。
参考资料
中国的气候锋 .《中国大百科全书》第三版网络版.2023-10-31
Storm.National Weather Service.2024-05-08